以冲击电流计测螺线管磁场为例,对换向开关在测量中的工作过程、引起的两个暂态过程及拨动时的时间间 隔进行了详细的分析研究,并给出了实际的测量数据。通过测量数据。对几种换向开关进行比较,说明实验中所 使用的换向开关对测量结果影响的大小,并介绍了改进措施和使用情况。
在双刀双掷开关换向时,两刀断开和接通的时间一般不可能相同。从坏的角度考虑,可能其中有一刀先断开 后接通,回路电流断开和接通的时间应取决于此刀。
时间间隔tz是由实验者所决定的,每次测量的tz很难相同。根据统计规律,每次测量是把50个tz 累计。5次测 量即是250个tz,这样测量的tz值就可以反映出时间间隔的大小及开关的优劣。如若由操作不熟练者或学生操作, 所测出的tz的值大些。 再需要说明的一 点是,测量电路是由两个门电路控制数字毫秒计计时的。门电路对控制信 号有一 个延时,延迟时间为纳秒数量级 (10-4 秒 ) , 与所测量时问相比,可忽略不计。
螺线管中电流由 一l0 变为十l0的时间,应从换向开关中先断开的一刀开始算起,到螺线管中电流达到稳定值l0时终止。也就是换向开关动作的时间间隔加上第二个暂态过程的时间 ( 第一个暂态过程的时间与换向开关动作的时间重叠,不可重复计时 )。换向开关动作的时间间隔是第二个暂态过程时间的4倍到30多倍,所以主要应考虑换向开关动作的时间间隔。
换向开关换向时,螺线管中电流由一l0变为 l0,在此同时,冲击电流计回路产生一个瞬时的感应电流ι ( t ) 。脉冲时间T的长短取决于螺线管回路电流由一一l0变为 l0的时间和冲击电流计回路的时间常数。脉冲时间T对冲击电流计冲掷角ψ的影响。为冲击电流计的自由周期。
冲击电流计的T0有十几秒以上,忽略冲击电流计回路的影响,换向开关的tz对冲击电流计所带来的误差大到l %左右,小到0. 2%左右。使用单刀开关后,数据的重复性比较好,相对误差大的只有1% 。